响应曲面法优化含氟矿井水处理及除氟机理研究

地表水或地下水流经富氟岩石易导致水中氟超标。水中氟超标易导致地方性氟中毒、生态环境的破坏，制约水资源综合利用。基于研制的一种高效除氟药剂，通过响应曲面分析中的Box-Behnken设计除氟试验，优化了pH值、除氟药剂投加量和快速搅拌时间对除氟效果的影响，并通过X射线光电子能谱(XPS)、X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等分析手段对除氟药剂及处理后产生的污泥进行表征分析，探讨了除氟药剂去除氟离子的机理。试验结果表明:最佳除氟条件为pH值6.11，药剂投加量4.15 mL，快速搅拌时间10.90 min，此时可使F-从初始的20 mg/L降至0.453 mg/L，与模型预测的0.445 mg/L基本吻合。除氟机理为，药剂在含氟矿井水中形成铁铝硅氧的多核多羟基络合物，通过氟离子与羟基发生交换、取代羟基，将氟离子固定在多核多羟基络合物中，形成铝硅氧四面体结构的氟化物，实现除氟效果。对比现用的羟基磷灰石吸附为主体的处理工艺，本研究制备的除氟药剂具有处理工艺简单、处理效果稳定、处理成本低等优点。     

CaCl2+除氟药剂两段法处理焦化浓盐水中氟化物研究

我国内蒙古、陕西、山西等部分地区背景氟浓度偏高，致使以煤为原料的焦化行业废水通过膜处理后的浓盐水中含有高浓度的氟离子，结晶分盐是浓盐水实现“零排放”的必要手段，而过高的氟浓度会对浓盐水的处理产生不良影响。为了降低浓盐水中高浓度氟离子对蒸发器的腐蚀及其对分盐纯度的影响，以河北某焦化企业浓盐水为研究对象，基于浓盐水的水质特征以及课题组研发的高效除氟药剂，研究了共存离子SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-对除氟药剂效果的影响；采用SEM和EDS表征了除氟药剂及处理后絮体，分析了除氟的机理；探讨了CaCl₂、PAC(聚合氯化铝)、除氟药剂一段法处理工艺对实际焦化浓盐水的处理效果；设计并优化了CaCl₂+除氟药剂两段法除氟工艺及主要影响参数，分析了不同处理方案的经济成本。研究结果表明：浓盐水中3种主要的共存离子对除氟药剂效果影响的顺序为SO₄^2->NO₃^-&g...